[发明专利]一种光学接收装置及其优化设计方法在审
申请号: | 202010154417.9 | 申请日: | 2020-03-07 |
公开(公告)号: | CN111490820A | 公开(公告)日: | 2020-08-04 |
发明(设计)人: | 孔令豹;彭星 | 申请(专利权)人: | 复旦大学 |
主分类号: | H04B10/116 | 分类号: | H04B10/116;H04B10/60;H04B10/67 |
代理公司: | 上海正旦专利代理有限公司 31200 | 代理人: | 陆飞;陆尤 |
地址: | 200433 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 光学 接收 装置 及其 优化 设计 方法 | ||
1.一种光学接收装置,其特征在于,为杯状旋转曲面体;包括内、外曲面和底面,记装置外曲面的轴截面的曲线为AC、BD,该截面曲线满足复合抛物面聚光器截面曲线的基本特性;杯状旋转曲面体的上口为光线入射口,下口为光线出射口,其结构参数为:外曲面在杯状上端部处的切线夹角β,亦称旋转角,装置的整体高度L’,底部厚度H。
2.根据权利要求1所述的光学接收装置,其特征在于,所述旋转角度β的大小在4°-8°之间;所述高度L’的大小在12mm-16mm之间;所述底部壁厚H的大小在3mm-8mm之间。
3.根据权利要求1所述的光学接收装置,其特征在于,所述光学接收装置的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
4.一种如权利要求1所述光学接收装置的优化设计方法,其特征在于,对三个结构参数:旋转角β,装置高度L’(等价于截短比k),底部厚度H,进行优化处理,使装置满足特定需求,达到最佳性能;具体步骤如下:
(1)选取光学接收装置的光学增益、光学接收功率与信噪比作为Taguchi正交实验的品质特性;
(2)选取光学接收装置的旋转角度β、底部壁厚H与截短比k作为Taguchi正交实验的影响因子并设置控制水平;
(3)计算不同影响因子参数组合下的Taguchi正交实验信噪比(S/N)值,并分别得到不同控制水平下光学增益、光学接收功率与信噪比的S/N值;
(4)采用ANOVA数据分析法分别计算旋转角度β、底部壁厚H与截断比k对于光学接收装置性能影响的贡献度;
(5)根据步骤(4)中所得不同影响因子的贡献度,确定光学接收装置的最优化结构参数组合,并做进一步地验证。
5.根据权利要求4所述光学接收装置的优化设计方法,其特征在于,所述S/N值在Taguchi正交实验中的计算,采用望大公式:
其中,yi表示第i个品质特性,n为试验次数。
6.根据权利要求4所述光学接收装置的优化设计方法,其特征在于,所述影响因子的贡献度采用下式表示:
其中,SST=SSd+SSe,SSd表示方差和,SSe表示错误的方差和,SSe接近于0,所述方差SST由S/N值的方差和给出:
其中,n是实验数,ηi是每个影响因子第i次实验的S/N值,ηn为S/N值的平均值。
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